密封墊圈的特性與分類及選用

2009-08-22 鬼馬 真空技術(shù)網(wǎng)整理

1、密封墊的泄漏現(xiàn)象

  一般墊片的泄漏現(xiàn)象有四種形式:界面泄漏、滲透泄漏、擴(kuò)散泄漏、破壞泄漏。

  界面泄漏 :界面由于墊片壓緊不夠、法蘭結(jié)合面光潔度不當(dāng)、法 蘭變形等均會(huì) 在密封界面上產(chǎn)生泄漏。對(duì)于界面世漏,采用軟墊料夾緊在法蘭面中可防。

  滲透泄漏 :由于軟材料的材質(zhì)大都是纖維,容易被介質(zhì)浸適,特別是壓力作用。由于毛細(xì)現(xiàn)象,介質(zhì)會(huì)滲透到低壓側(cè)來,形成滲透。

  擴(kuò)散泄漏 :在濃度差的推動(dòng)下,介質(zhì)通過密封間隙或密封材料的毛細(xì)管產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞而產(chǎn)生泄漏 。擴(kuò)散是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié) 果,且不是單向的。在密封壓差極小或真空狀 態(tài),或密封氮、氫等滲透性物質(zhì),以及劇毒、放射性物質(zhì)時(shí)要特別注意滲透和擴(kuò)散兩種泄漏。

  破壞泄漏 :在密封部位工作條件比較惡劣, 熱變形大,經(jīng)常受振動(dòng)、沖擊,安裝不當(dāng),緊固力過大,重復(fù)多次使用,壓縮變形,內(nèi)應(yīng)力集中,超過疲勞強(qiáng)度而破壞,材料老化、變質(zhì)等均會(huì)造成破壞泄漏。這種泄漏造成影響最 大,危害也大,要加強(qiáng) 防范。

2、密封墊密封機(jī)理

  密封墊的作用,是由密封材料對(duì)于接合表面的接觸壓力和對(duì)于緊固外力的彈性回復(fù)力所共同形成的對(duì)內(nèi)部介質(zhì)阻斷作用而產(chǎn)生的。

3、密封墊的分類與結(jié)構(gòu)形式

  密封墊分為非金屬密封墊非金屬 與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類,其材料常見的有橡膠、皮革、石棉板、軟木、聚四氟乙烯、馬口鐵、鋼、鋁、銅及不銹鋼等。

4、密封墊的選用

  密封墊的選用原則:根據(jù)工作壓力,工作溫度,密封介質(zhì)的腐蝕性及結(jié)合密封面的形式來選用。一般來說,在常溫低壓時(shí),選用非金屬軟蜜密封墊;中壓高溫時(shí),選用金屬與非金屬組合密封墊或金屬密封墊;在溫度,壓力有較大的波動(dòng)時(shí),選用彈性好的或自緊式密封墊;在低溫,腐蝕性介質(zhì)或真空條件下,應(yīng)考慮具有特殊性能的密封墊。

  法蘭形式的影響:法蘭形式不同,要求使用的墊片也不同。光滑面法蘭一般只用于低壓,配軟質(zhì)的薄密封墊;在高壓下,如果法蘭的強(qiáng)度足夠,也可以用光滑面法蘭,但應(yīng)該用厚軟質(zhì)墊,或者用帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)或加強(qiáng)環(huán)的纏繞密封墊。在這種場合,金屬墊片也不適用,因?yàn)檫@時(shí)要求的壓緊力過大,導(dǎo)致螺栓較大的變形,使法蘭不易封嚴(yán)。如果要用金屬墊片,則應(yīng)將光滑面縮小,使其與墊片的接觸面積減小。這樣,在螺栓張力相同的情況下,縮小后的窄光滑面的壓緊應(yīng)力就會(huì)增大。

5、墊片的特性及選擇

  石棉橡膠板:石棉橡膠板是由重量比為60-80的石棉和10-20的橡 膠作為主要成份,加入填充劑、硫化劑壓制而成。使用溫度一般推薦在 300℃以下使 用,原因就是溫度增高,會(huì)影響到介質(zhì)對(duì)石棉橡膠板的作用,特別是介質(zhì)為橡膠溶劑和腐蝕性化學(xué)品時(shí),溫度的增高會(huì)加速橡膠膨 脹和腐蝕 。它的使用公稱 壓力一般為0.25-2.5MP a石棉橡膠板纖維之間存在微小間隙,在壓力作用下易出現(xiàn)滲透泄漏,雖然可提高壓緊力來克服,但過高 的壓緊力又會(huì)使墊片失去回彈性,造成密封失效。氣體比液體更易泄漏,所以對(duì)真空和有毒介質(zhì)密封時(shí), 不要選用石棉橡膠板。

橡膠:

  1.氯丁橡膠(CR)是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子,所以與其他通用橡膠相比:它具有優(yōu)良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,著火后能自熄,耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優(yōu)點(diǎn);其物理機(jī)械性能也比天然橡膠好,故可用作通用橡膠,也可用作特種橡膠。主要缺點(diǎn)是耐寒性較差,比重較大、相對(duì)成本高,電絕緣性不好,加工時(shí)易粘滾、易焦燒及易粘模。此外,生膠穩(wěn)定性差,不易保存。使用溫度范圍:約-45℃-+100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護(hù)套及各種防護(hù)套、保護(hù)罩;耐油、耐化學(xué)腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里;耐燃的地下采礦用橡膠制品,以及各種模壓制品、密封圈、墊、粘結(jié)劑等。

  2.丁基橡膠(IIR)    是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。    最大特點(diǎn)是氣密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐熱性較高,長期工作溫度可在130℃以下;能耐無機(jī)強(qiáng)酸(如硫酸、硝酸等)和一般有機(jī)溶劑,吸振和阻尼特性良好,電絕緣性也非常好。缺點(diǎn)是彈性差,加工性能差,硫化速度慢,粘著性和耐油性差。使用溫度范圍:約-40℃-+120℃。主要用作內(nèi)胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、化工設(shè)備襯里及防震制品、耐熱運(yùn)輸帶、耐熱老化的膠布制品。

  3.丁晴橡膠(NBR)丁二烯和丙烯晴的共聚體。特點(diǎn)是耐汽油和脂肪烴油類的性能特別好,僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯和氟橡膠,而優(yōu)于其他通用橡膠。耐熱性好,氣密性、耐磨及耐水性等均較好,粘結(jié)力強(qiáng)。缺點(diǎn)是耐寒及耐臭氧性較差,強(qiáng)力及彈性較低,耐酸性差,電絕緣性不好,耐極性溶劑性能也較差。使用溫度范圍:約-30℃-+100℃。主要用于制造各種耐油制品,如膠管、密封制品等。

  4.乙丙橡膠(EPM\EPDM)乙烯和丙烯的共聚體,一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點(diǎn)是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異,居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好,耐酸堿,比重小,可進(jìn)行高填充配合。耐熱可達(dá)150℃,耐極性溶劑-酮、酯等,但不耐脂肪烴和芳香烴,其他物理機(jī)械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點(diǎn)是自粘性和互粘性很差,不易粘合。使用溫度范圍:約-50℃-+150℃。主要用作化工設(shè)備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運(yùn)輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業(yè)制品。

  5.硅橡膠(Q)為主鏈含有硅、氧原子的特種橡膠,其中起主要作用的是硅元素。其主要特點(diǎn)是既耐高溫(最高300℃)又耐低溫(最低-100℃),是目前最好抗寒、耐高溫橡膠;同時(shí)電絕緣性優(yōu)良,對(duì)熱氧化和臭氧的穩(wěn)定性很高,化學(xué)惰性大。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低,耐油、耐溶劑和耐酸堿性差,較難硫化,價(jià)格較貴。使用溫度:-60℃~+200℃。主要用于制作耐高低溫制品(膠管、密封件等)、耐高溫電線電纜絕緣層,由于其無毒無味,還用于食品及醫(yī)療工業(yè)。

  6.氟橡膠(FPM)是由含氟單體共聚而成的有機(jī)彈性體。其特點(diǎn)耐溫高可達(dá)300℃,耐酸堿,耐油性是耐油橡膠中最好的,抗輻射、耐高真空性能好;電絕緣性、機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性、耐臭氧、耐大氣老化性均優(yōu)良。缺點(diǎn)是加工性差,價(jià)格昂貴耐寒性差,彈性透氣性較低。使用溫度范圍:-20℃-+200℃。主要用于國防工業(yè)制造飛機(jī)、火箭上的耐真空、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕的密封材料、膠管或其他零件及汽車工業(yè)。